張銳
作為日前落地雄安的第一家中央企業,中國衛星網絡集團有限公司的成立不僅意味著更多央企移步與駐扎雄安的窗口被正式打開,更重要的市場風向標意義是我國衛星互聯網產業的上下游建設將進入加速布局與趕超軌道,而其背后可以映射出的則是國際范圍內衛星互聯網的激烈競爭格局。
不同于移動通信以地面基站和光纜通信以光纖寬帶為接入媒介,衛星互聯網則是以通信衛星為接入手段的通信服務模式,基本操作方式是通過發射一定數量的衛星形成規模組網,從而輻射全球和構建具備實時信息處理的大衛星系統,因此,突破了移動通信與光纜通信僅向地面終端發射信號的局限,衛星互聯網則是一種能向地面和空中終端提供寬帶互聯網接入等通信服務的新型網絡,具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。數據顯示,目前地球上超過70%的地理空間、約30億人口尚未實現互聯網覆蓋,遼闊的海洋、廣袤的沙漠以及偏遠的山區也因基站與光纖的鋪建難度大和成本高成為了互聯網與通信信號覆蓋的盲區,但借助衛星互聯網,地球將不再會有“信息孤島”與通聯死角,從這個意義上說,作為“天網”的衛星互聯網與作為“地網”的移動通信網實際形成了有機互補。

按照軌道高度,衛星主要分為低軌道衛星、中軌道衛星和高軌道同步衛星三種,后兩者分別距離地球表面2萬公里和3.5萬公里,不僅發射距離遠和成本高,而且信號傳輸延時長,通信費用也令人咂舌,另外,雖然就單顆而言覆蓋面積較廣,但卻存在單顆衛星發生損壞即影響整個衛星通信系統正常運作的風險,也正是如此,中軌道衛星和高軌道同步衛星都不利于大規模通信商用;而低軌道衛星距離地球約為200公里—400公里,衛星體積小且發射輕便靈活,可分布數量眾多,呈現網狀化結構,即使個別衛星出現問題,整個網絡仍可以繼續提供可靠的、連續的通信服務,因此成為了衛星互聯網的最主要選擇。
更為重要的是,衛星互聯網構造出了一個上下游緊密關聯的產業鏈,產業鏈的上游主要是電器元件及材料、燃料廠商,產業鏈的下游主要是企業、政府、高校、軍隊以及個人等終端用戶,產業鏈的中游主要分為衛星制造、衛星發射、地面設備制造和衛星運營及服務四個環節。目前全球衛星互聯網產業年度市場規模近3000億美元,而按照SIA(美國衛星產業協會)的預測,到2040年,全球太空經濟的價值將達到1萬億美元,其中衛星互聯網將占市場增長的50%-70%。值得關注的是,在衛星互聯網產業價值構成中,衛星服務和地面設備的靜態與動態占比都超過了九成以上。
無論是星座位置還是頻段資源,低軌道衛星其實是一個自由競爭的天空,國際電信聯盟(ITU)奉行的基本原則是“先到先得”,也就是誰申報注冊得早,某個軌道位置、頻率就歸誰,不過,申報注冊是一回事,能否將衛星發射到位是另一回事,如果僅有注冊名分但久而久之發不出衛星,ITU也會依時收回然后再供其他國家申報和瓜分。目前來看,許多國家有衛星制造能力,但并無衛星發射能力,有的國家雖有衛星發射能力,但衛星服務與地面設備的布局能力則乏善可陳,而在衛星互聯網產業上占有完整性系統化集成能力的只有美國、中國與俄羅斯三個國家,相應地國際競爭自然也就在這三國間展開。
就美國來說,目前主要通過太空探索公司(SpaceX)和一網公司(OneWeb)為抓手推動“StarAink”(星鏈)計劃來搶占地軌衛星軌道,而俄羅斯也提出了“Sfera”(“球體”)計劃,從2021年開始的3年時間發射640枚衛星組成的衛星互聯網;中國“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要則提出建設高速泛在、天地一體、集成互聯、安全高效的衛星互聯網產業,并以“鴻雁”星座、“虹云”工程等來具體實施與推動。比較來看,美國已經遠遠走在了前面,其中截至目前SpaceX和OneWeb分別發射了1265顆和182顆的互聯網低軌衛星,美國發射總量占據了全球的80%以上,緊隨其后的是俄羅斯、中國、加拿大與英國。
因此,按照衛星互聯網的優勢特征、產業屬性以及國際競爭格局,未來衛星互聯網將呈現出以下幾大鮮明趨勢:首先,隨著衛星組網熱潮的開啟及各國衛星計劃的展開,未來互聯網衛星發射數量將顯著加快,到2029年全球近地軌道衛星總計可超過5.7萬顆;其次,除少量用于軍用與公共服務外,更多的互聯網衛星將轉為民用與商用,商用比例將從目前的50%提高至2030年80%以上,同時應用場景不斷拓展;再次,鑒于小衛星容易快速起量并促進成本降低的優勢,小衛星將成為互聯網衛星的最主要發射與落軌標的,但由于小衛星壽命相對較短,相應地研發周期與替代周期就大大壓縮,小衛星制造與發射組網周期短窗口會悉數打開;最后,相比于地球同步軌道,低軌道的資源并不稀缺,但由于競爭的加大,低軌道也將很快成為稀缺資源,同時對頻率的競爭也將由地頻段轉向高頻段。作為一種必然結果,衛星互聯網與地面移動通信網的融合會在廣度與深度上進一步加強。
對于我國來說,搶占衛星互聯網產業高地主要有兩個短板:一方面,我國衛星制造與發射成本相較國外還比較高,其中美國衛星制造成本已降至100萬美元左右/顆,而中國國衛星制造成本約為376萬美元/顆;在發射方面,“星鏈”計劃的單星成本約100萬美元左右,而中國單星成本在1000萬元人民幣左右。另一方面,我國航天衛星不僅在通信領域的占比非常之低,而且商業化比重更低,根據賽迪數據,目前中國衛星商用占比只有14%,與歐美等國家50%左右的占比相距甚遠。因此,如何通過火箭回收技術、一箭多星(國外一箭可以搭載60顆衛星,中國目前一箭僅可承載20顆)技術的突破以及增強面向國際市場的地面服務功能與加快衛星通信的步伐就成為了我國衛星互聯網布局提速的關鍵。
當然,中國也完全具備了大規模與快節奏拓展衛星互聯網的顯著優勢。相對于歐美國家,我國發展具有戰略意義的航天衛星產業可以調動舉國體制的特有能量,除了衛星互聯網已經作為信息基礎設施納入國家“新基建”的重點支持方向外,我國還專門面向地軌衛星組網建立了“鴻雁星座”和“虹云工程”計劃,其中“鴻雁星座”由300顆低軌道小衛星及全球數據業務處理中心集結而成,“虹云工程”由156顆低軌衛星聯袂構圖,預計鴻雁和虹云兩大低軌衛星星座系統最終將擴展成為由近1.3萬顆衛星構成的巨大低軌天基網絡;另外,國內還有“銀河Galaxy”計劃,該計劃由民營企業推動,總共發射2800顆低軌互聯網衛星。作為未來搶占衛星互聯網陣地的戰略之舉,我國已向ITU提交了包含建設兩個“國網系統”(GW)的低軌道星座與頻譜申請,總共可布局衛星總量12992顆。
市場的旺盛需求也是我國加速發展衛星互聯網產業的天然優勢。統計數據表明,去年我國互聯網用戶已達10.8億,全球35億的智能手機用戶超四分之一來自中國,目前來看國內衛星互聯網以地面固定終端、移動車載終端為主,但隨著自動化與智能化汽車、無人機等全新移動工具的的擴容以及海洋開發、災難應急與沙漠治理等業務的加速擴展,車載、艦載、機載等更多終端等都將成為互聯網衛星商用化的新領地,并且個人終端設備價格的不斷下降還會在廣闊的C端助力與推動衛星互聯網普及化,最終形成與衛星互聯網產業發展同頻共振的全新勢能。因此,按照向ITU申報的計劃,未來三年將是我國低軌衛星發射的集中窗口期,相應地,2023年左右國內將出現衛星互聯網產業的投資高潮,受此驅動,到2027年,我國低軌衛星總規模有望達到3960顆,至2030年低軌衛星總量有望突破6000顆。
(作者系中國市場學會理事、經濟學教授)